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避雷針は被雷針 「落として逃がす」 から 「落とさせない」 に 落雷を抑制する PDCE避雷針 P Pararrayos 避雷針 D Desionnizador 消イオン C Carge 電荷 E Electrostatica 静電気 合同会社 アイウィット 1 全国どこでも 大落雷 に見舞われる可能性がある 名古屋 大落雷 2012年8月11日 15:00 ~ 名古屋市港区昭和町を中心にした 半径5Km内の落雷数 90分で584発 愛知県は、落雷被害全国 23位の平均的な県 栃木県の1/6 程度の被害額 そのような場所にさえ、このような 異常な落雷が発生している 2 落雷数の比較 東京 2010年 増加 2013年 1月〜9月(9ヶ月間) 3 避雷針の歴史と問題点 1752 避雷針の発明 ベンジャミン・フランクリン 130年 ー避雷針の副作用ー 130年 1881 エジソン電気照明会社 1899 2011 無線電信 実用 マルコーニ 現代文明は電力依存 避雷針 落雷は安全に誘導すれば良かった時代 電力/情報ネットワーク時代 では、ワザワザ落雷を発生さ せれば副作用が問題になる 何故、260年前の技術に頼りきっているのでしょうか? 二つの問題点 1. 雷電流の処理 地面に流しても周囲に副作用 2. 補足率は100%ではない。避雷針周囲への落雷を誘発 スマートグリッド時代の雷対策 「落雷を発生させない」 オイル・ランプ 4 落雷を誘導しても意味がない 落雷を避雷針に誘導しても雷電流の副作用が大きく解決にならない 9割のビルは、ビルの鉄骨構造を接 地に用いている 雷電流は、ビル鉄骨を分岐して流 れ、付帯設備に影響する 避雷針は、建物の保護が目的 付帯設備は、護れない エレベータ制御装置、PCや電子機器、他 5 落雷を誘導しても意味がない ビルの中には配線が多数あ る 電力用配線 照明用配線 情報配線 電話配線 エレベータ用配線 ポンプ用配線 セキュリティ用配線 ビル管理用配線 鉄骨付近を並走する配線には誘導電流が流れ、機器に異常をきたす 6 落雷のメカニズムと従来の避雷針 +- +- +- +雷雲 -- -- -- -- 1.雷の発生 雲の中の氷粒同士の摩擦により静電気が発生し、 雲の下部にはマイナス電荷が蓄積され、これに伴 い地上表面にもプラス電荷が発生する。 先行放電 2.先行放電 絶縁大気層 ある極処に、限界以上の電荷が蓄積されると、空気 絶縁が破壊され、一気にバーストし、イオン化した分 子が先行放電として、空気絶縁の弱い処を通り、上 空から地上に向かって雨のように降り注ぐ。 先行放電 先行放電 3.お迎え放電 先行放電 先行放電 従来の 避雷針 ++- 先行放電 お迎え放電 ++- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- 空気絶縁が破壊される程電荷が溜ると、その電圧に 誘発され、地上からもお迎え放電が発生する。 このお迎え放電と先行放電とが帯電したイオンレベ ルで接触して放電路ができる。 4.落雷 お迎え放電と先行放電が接触し放電路が形成され ると、その経路を通して絶縁大気層をはさんで溜っ ていた蓄積電荷が大電流となって地表へ一気に流 れる。 *従来の避雷針は先端を尖らせて、お迎え放電を出 易くして先行放電を誘引し、更に高く掲げる事に よって、他の低い建物より先に先行放電を補足し 易くしている。 7 落雷のメカニズム ー時間軸で見るとー 落雷発生のステップ 先行放電 お迎え放電 落雷の発生 放電路の形成 これは自然現象 で防げない PDCEの場合 帰還電流 SPDなど 耐雷トランス 落ちた後始末 大電流を逃がすことも大変だが、 近くの電子機器への悪影響が大きい × お迎え放電を発 生させない 放電路が形成さ れない 放電自体が発生しない 時間の経過 8 PDCE効果 2009年冬季実例 冬の雷雲がPDCEが付いた鉄塔に近づき 2009年2月11日14時48分15秒 鉄塔近くに落雷する 鉄塔 9 PDCEの効果 2009年冬季実例 21秒後(14時48分36秒) 鉄塔の反対側に落雷した PDCEにより鉄塔からの お迎え放電は出ないので 鉄塔には落雷しない 鉄塔 10 各認定団体 認証・登録 1.ビューローベリタス フランスでPDCEを200か所設置し、 5年間、付近への落雷数を調査 結果、落雷の抑制効果ありと認定 ※ビューローべリタスは世界140カ国で 適合性評価サービスを提供する 世界最大の第3者民間検査・認証機関です 2.防災製品等推奨品 内閣府防災推進協議会防災安全協会 が防災製品等推奨品と認定 3.国土交通省 新技術登録:NETIS KT-140117-A 11 事例 インドネシア・テレコム バタム島での112mの鉄塔 12 インドネシアテレコム バタム島での結果 Before 年間雷日数 約180日 該当施設への落雷 After 年間雷日数 約180日 該当施設への落雷 毎月1-2回 ゼロ 周辺の鉄塔にも雷サージ・カウンターを設置したが、周辺部での落雷は今ま でと同じく多数の落雷(400m離れた鉄塔で11kA を記録) 2009年4月より今まで無事故を継続 13 事例 牛久大仏 浄土真宗 東本願寺派本山東本願寺によって造られた 全高120m(像高100m、台座20m) ブロンズ立像としては世界最大 高さ85mの展望台まで参拝客が上がれ、落雷でエレベータ制御装 置が壊れると降りて来られなくなる PDCE避雷針 参拝客の安全のために落 雷を防いでいる ウィキィより転載 14 事例 地球深部探査船 「ちきゅう」 PDCE 避雷針 2011年7月から 2012年2月まで のスリランカでの 調査において 「本船付近への 海面への落雷が 多数あるも本船 への落雷ゼロ」 船内には多数の科学機器が搭載されている 15 抑制効果を発揮できずに直撃雷を受ける可能性 自然相手に嘘はつけない 落雷抑制機能は万能ではない 稀にPDCE自体に落雷することもある 100年・台で1回 程度? しかし、避雷針としての最低機能(受雷部機能)と周辺を守ることは、果たしている ++++++++ 異常に強力な電界 ---------+++ +- + + 標高の高いところ 2000m 冬季雷では 500m以 上 冬季雷の場合 夏季雷の場合 16 PDCE避雷針だけでは護れない 自分は傘(PDCE)で守っても 共通接地=同じ下水道 上流の豪雨で下流の下水が氾濫 他の場所での落雷が共通接地を通じて侵入する 17 雷撃による電位上昇 落雷の条件 落雷地点からの距離(m) 電位上昇(kV) 10m 239 大地低効 率 300Ω・m 20m 119 30m 80 流入部接 地抵抗 100Ω 50m 48 雷激電流 50kA 70m 34 100m 24 120m 20 130m 18 160m 15 180m 13 200m 12 18 PDCE避雷針の種類 ー形状と大きさー 最終の形状が同じとは限りません。 おおよその縮尺を表したものです。 新製品 Senior Magnum Marine Junior Baby HT300/HT500 汎用 汎用 冬季雷対策 船舶用 「ちきゅう」搭載 耐振動性向上 住宅用 屋外設備用 煙突用 300℃/500℃ 高温環境用 直径 重量 24cm 8Kg 24cm 10Kg 24cm 13Kg 20cm 5Kg 12cm 2Kg 24cm 15kg 保護 範囲 1:5 1:5 1:5 60度 Spot 1:5 19